(57)【要約】【課題】商用電源と負荷に対して並列に接続された蓄電池を管理するための技術を提供する。【解決手段】取得部８２は、蓄電容量が第１容量未満のときは充電による蓄電容量の増加に応じて温度が降下し、第１容量以上のときは蓄電容量の増加に応じて温度が上昇する蓄電池１４の蓄電容量を取得する。停電時確保蓄電容量設定部は、商用電源の電力供給が停止した場合に備えて前記蓄電池に確保させるべき第２容量を設定する。制御部３４は、取得部８２から取得した蓄電容量が第２容量未満の場合に、蓄電容量が少なくとも第２容量となるまで蓄電池１４を充電する。ここで前記停電時確保蓄電容量設定部は、第１容量以上となるような第２容量を設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電容量が第１容量未満のときは充電による蓄電容量の増加に応じて温度が降下し、第１容量以上のときは蓄電容量の増加に応じて温度が上昇する蓄電池の蓄電容量を取得する取得部と、
商用電源の電力供給が停止した場合に備えて前記蓄電池に確保させるべき第２容量を設定する停電時確保蓄電容量設定部と、
前記取得部から取得した蓄電容量が第２容量未満の場合に、蓄電容量が少なくとも第２容量となるまで前記蓄電池を充電する制御部とを備え、
前記停電時確保蓄電容量設定部は、第１容量以上となるような第２容量を設定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記取得部は前記蓄電池の温度も取得するものであり、
本蓄電池制御装置は、前記蓄電池への充電が許可される充電許可温度範囲を設定する充電温度設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記取得部から取得した温度が、充電によって降下しても前記充電温度設定部が設定した充電許可温度範囲を下回らない温度であれば、第２容量まで前記蓄電池を充電することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記蓄電池の蓄電容量が第２容量以上の場合において充電する際は、所定の充電電力の範囲で充電することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電技術に関し、特に再生可能エネルギーの発電装置に接続された蓄電池と、商用電源とが併存するシステムにおける電力を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池と商用電源とを負荷に並列に接続し、商用電源の停電時に備えて負荷で消費される電力のバックアップとして蓄電池を用いるとともに、通常時は負荷で消費される電力のピークシフトのために蓄電池の電力を充放電する技術が開発されている。このような技術においては、例えば商用電源の電力供給が停止した場合に備えた所定の蓄電容量を蓄電池に確保させることが行われることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電池を充電するとき、蓄電池に蓄電されている蓄電容量の推移に応じて蓄電池の温度が変化する。蓄電池の種類によっては、所定の蓄電容量以下で充電すると温度が降下し、所定の蓄電用量以上で充電すると温度が上昇することがある。
【０００５】
一般に蓄電池には充電放電が許可される温度範囲が定められている。また、商用電源のバックアップに用いられる蓄電池には、商用電源の電力供給が停止した場合に備えて蓄電されるべき所定の蓄電容量が定められていることがある。この所定の蓄電容量まで蓄電池を充電する際に、蓄電池の温度と充電開始時における蓄電池の蓄電容量との関係によっては、充電の途中で蓄電池の温度が上述の温度範囲を下回って充電を継続できなくなる場合も起こり得ることを発明者は認識するに至った。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、商用電源と負荷に対して並列に接続された蓄電池を管理するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のある態様は蓄電池制御装置である。この装置は、蓄電容量が第１容量以下のときは充電による蓄電容量の増加に応じて温度が降下し、第１容量以上のときは蓄電容量の増加に応じて温度が上昇する蓄電池の蓄電容量を取得する取得部と、商用電源の電力供給が停止した場合に備えて前記蓄電池に確保させるべき第２容量を設定する停電時確保蓄電容量設定部と、前記取得部から取得した蓄電容量が第２容量未満の場合に、蓄電容量が少なくとも第２容量となるまで前記蓄電池を充電する制御部とを備える。ここで前記停電時確保蓄電容量設定部は、第１容量以上となるような第２容量を設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、商用電源と負荷に対して並列に接続された蓄電池を管理するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る配電システムを模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御部の内部構成を模式的に示す図である。
【図３】蓄電池の充電時における時間および蓄電池のＳＯＣの変化と、蓄電池の温度変化との計測結果を模式的に示した図である。
【図４】図４（ａ）−（ｅ）は、蓄電池の充電時における時間および蓄電池のＳＯＣの変化と、蓄電池の温度変化との関係を計測した別の実験結果を模式的に示した図である。
【図５】蓄電池の充電時における時間および蓄電池のＳＯＣの変化と、蓄電池の温度変化との関係を計測したさらに別の実験結果を模式的に示した図である。
【図６】蓄電池の充電電力と、充電開始時における蓄電池の温度からの最大降下温度との関係を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る蓄電池制御部の処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態は、太陽電池を商用電力系統と並列に接続し、商用電源および太陽電池の両方から負荷へ電力を供給するとともに、蓄電池を充電する配電システムに関する。このような配電システムは、例えばオフィスや家庭内等に設置される。電力会社が時間帯別電気料金制度を採用している場合、夜間の時間帯の電気料金は、昼間の時間帯の電気料金よりも安く設定される。これらの時間帯一例として、昼間の時間帯は７時から２３時であり、夜間の時間帯は２３時から翌日の７時というように規定される。このような低い電気料金を有効に利用するために、配電システムは、夜間の時間帯に、商用電源からの電力によって蓄電池に蓄電する。
【００１１】
蓄電池に蓄えられた電力は、商用電源が停電したときに、サーバやエレベータ等の重要な機器を動作するためのバックアップ電源として用いられる。蓄電池はさらに、一般に電気の使用量が大きくなる昼間の時間帯において放電することによって、昼間の商用電力における使用量の最大値を下げる、いわゆるピークシフトとしても用いられる。
【００１２】
このように、蓄電池は特定の負荷のバックアップとしての役割と、ピークシフトとしての役割とのふたつの役割を持つ。実施の形態に係る配電システムは、蓄電池に前述のふたつの役割を果たさせるために、商用電源が通電中の通常時には蓄電池に一定の充電容量を確保しつつピークシフトを実行し、商用電源が停電の場合には、蓄電池を放電して特定の負荷に電力を供給する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る配電システム１００を模式的に示す図である。実施の形態１に係る配電システム１００は、再生可能エネルギーの発電装置である太陽電池１０、蓄電池１４、商用電源２４、双方向パワーコンディショナ１６、蓄電池制御部１８、負荷２６、第１スイッチ２０、第２スイッチ１２、電源切替部２２、配電経路６６、分電盤６８、および蓄電池電力検出部７０を含む。なお、本明細書において、再生可能エネルギーの発電装置として太陽電池１０を例に説明するが、再生可能エネルギーの発電装置は太陽電池１０に限られず、例えば風力発電装置であってもよく、またこれらが併存していてもよい。
【００１４】
商用電源２４は、電力会社からの電力を供給するための交流電源である。太陽電池１０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。分電盤６８は一端において商用電源２４と接続され、他端において双方向パワーコンディショナ１６と接続される。分電盤６８は一端側や他端側から交流電力を受け付け、後述する第２種負荷３０に交流電力を供給する。分電盤６８は、一端側および他端側それぞれから受け付ける交流電力を計測することも可能である。太陽電池１０として、シリコン太陽電池、さまざまな化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。
【００１５】
双方向パワーコンディショナ１６は、一端において蓄電池１４および太陽電池１０と接続するとともに、他端において分電盤６８を介して商用電源２４と接続可能となっている。詳細は後述するが、双方向パワーコンディショナ１６は双方向インバータを備え、このインバータは太陽電池１０が発電した電力、または蓄電池１４が放電した電力である直流電力を交流電力に変換するとともに、商用電源２４からの交流電力を直流電力に変換する。
【００１６】
蓄電池１４は、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できるようになり、繰り返し使用することができる２次電池である。蓄電池１４は、例えばリチウムイオン２次電池によって実現される。蓄電池１４は、双方向パワーコンディショナ１６によって直流電力に変換された、商用電源２４の電力によって充電される。蓄電池１４はまた、再生可能エネルギー源である太陽電池１０が発電した電力によっても充電される場合がある。蓄電池制御部１８は、蓄電池１４の蓄電量や温度等、蓄電池１４の様々な物理量を測定するとともに、測定した物理量を双方向パワーコンディショナ１６に提供する。蓄電池制御部１８は、蓄電池１４を温めるためのヒーターを制御して蓄電池１４を温めたり、蓄電池１４を冷やすためのファンを制御して蓄電池１４を冷やしたりする等の制御も行う。蓄電池電力検出部７０は、蓄電池１４を充電するための電力および蓄電池１４が放電する電力を計測する。蓄電池制御部１８は、蓄電池電力検出部７０の計測結果も取得する。
【００１７】
太陽電池１０の発電量は太陽光の量によって左右されるため、発電量を制御することは困難である。このため、第２スイッチ１２は、蓄電池１４が過充電されることを防止するために、太陽電池１０の出力端子と、蓄電池１４の入力端子および双方向パワーコンディショナ１６との間をオンまたはオフするために設けられている。第２スイッチ１２の動作の詳細については後述する。
【００１８】
第１スイッチ２０は、双方向パワーコンディショナ１６と商用電源２４との間に設けられており、双方向パワーコンディショナ１６と商用電源２４との間をオンまたはオフする。電源切替部２２は、第１スイッチ２０と双方向パワーコンディショナ１６との間から分岐された第１経路に接続する第１端子５８と、商用電源２４と第１スイッチ２０との間の配電経路６６から分岐された第２経路に接続する第２端子６０とのいずれか一方を、後述する第１種負荷２８に接続させるために選択する。
【００１９】
負荷２６は、第１種負荷２８と第２種負荷３０とをさらに含む。第１種負荷２８と第２種負荷３０とはともに、交流電力で駆動する交流駆動型の電気機器である。第２種負荷３０は商用電源２４と第１スイッチ２０とを接続する配電経路６６からの電力で駆動する。配電経路６６から供給される電力は基本的には分電盤６８を介して商用電源２４から供給される電力であるが、例えばピークシフト実行時には双方向パワーコンディショナ１６を介して蓄電池１４から供給される電力が混合される場合もある。また、ピークシフト実行時に太陽電池１０が発電した電力が配電経路６６に混合される場合もある。さらに、ピークシフト実行時以外であっても、太陽電池１０が発電した電力が配電経路６６に混合される場合もある。
【００２０】
第１種負荷２８は、商用電源２４が停電して電力供給が停止した場合であっても駆動させるべき電気機器であり、配電経路６６を介さずに電力を供給される場合もある。この場合、第１種負荷２８は、双方向パワーコンディショナ１６を介して太陽電池１０や蓄電池１４から電力を供給されるが、商用電源２４からは電力を供給されない。具体的には、商用電源２４が停電すると、第１スイッチ２０がオフとなるとともに、電源切替部２２が第２端子６０をオフにして第１端子５８の接続をオンにする。これにより、負荷２６は商用電源２４から電気的に切り離されるが、双方向パワーコンディショナ１６との電気的な接続は維持される。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る蓄電池制御部１８は、蓄電池１４の充放電のための電力を変換する双方向パワーコンディショナ１６に変換させる電力を制御する。蓄電池１４が、例えばリチウムイオン２次電池によって実現される場合、所定の蓄電容量以下で充電すると温度が降下し、所定の蓄電用量以上で充電すると温度が上昇することがある。そこで蓄電池制御部１８は、充電によって蓄電池１４の温度が蓄電池に充電が許可される温度範囲を下回らないように、充電時の温度変化をもとに、双方向パワーコンディショナ１６に変換させるべき電力を制御する。以下本明細書において、蓄電容量が所定の容量以下のときは充電による蓄電容量の増加に応じて温度が降下し、所定の容量以上のときは蓄電容量の増加に応じて温度が上昇する性質を持つ蓄電池１４を前提とする。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電池制御部１８の内部構成を模式的に示す図である。蓄電池制御部１８は、設定部３２、制御部３４、指示部３６、表示部３８、および取得部８２を備える。
【００２３】
取得部８２は、蓄電池１４の現在の物理特性を取得する。例えば、取得部８２は蓄電池１４の現在の蓄電容量や電圧を取得する。取得部８２はまた、蓄電池１４の現在の温度や蓄電池１４の充電電力または充電電流も取得する。
【００２４】
設定部３２は、蓄電池１４に商用電源２４の電力を充電する充電時間帯と蓄電池１４に放電させる放電時間帯とに関する情報、および蓄電池１４への充電が許可される充電許可温度範囲を含む充放電パターンを設定する。このため設定部３２は、第１設定部４０、第２設定部４２、第３設定部４４、第４設定部４６、および第５設定部８０をさらに備える。
【００２５】
第１設定部４０は、商用電源２４の電力供給が停止した場合に備えて蓄電池１４に確保させるべき停電時確保蓄電容量を設定する停電時確保蓄電容量設定部である。停電時確保蓄電容量の設定の詳細は後述する。第２設定部４２は、ピークシフトのために蓄電池１４に放電させる放電時間帯を設定する放電時間帯設定部である。
【００２６】
第３設定部４４は、蓄電池１４に商用電源２４の電力を充電する充電時間帯を設定する充電時間帯設定部である。第４設定部４６は、第２設定部４２において入力した放電時間帯にわたって蓄電池１４に放電を許可する放電量を設定する放電量設定部である。表示部３８は例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルで構成されており、蓄電池制御部１８の使用者は、表示部３８に表示される情報を参照しながら放電時間帯および放電量を設定する。
【００２７】
第５設定部８０は、蓄電池１４への充電が許可される充電許可温度範囲を設定する充電温度設定部である。一般に蓄電池１４は低温になるにつれて内部抵抗が上昇するため、蓄電池１４を低温時に充電すると蓄電池１４の電圧が蓄電池１４に定められた電圧の上限値を超えてしまうこともありうる。これを防止するために、蓄電池１４への充電が許可される下限温度が定められている。また、蓄電池１４の蓄電容量が所定量以上の場合に充電すると、蓄電池１４の温度が上昇する。そのため、安全上の観点等から蓄電池１４への充電が許可される上限温度も定められている。第５設定部８０は、この下限温度と上限温度との間の温度範囲を充電許可温度範囲として設定する。
【００２８】
なお、本明細書において、蓄電池１４に蓄電したり、放電させたりする電力を、例えば「蓄電量」や「放電量」のように「量」という用語を用いる。また、蓄電池１４に蓄電されている電力を「蓄電容量」のように「容量」という用語を用いる。
【００２９】
制御部３４は、第１設定部４０が入力した停電時確保蓄電容量と、第２設定部４２が入力した充電時間帯に第４設定部４６が入力した蓄電池１４に放電させる電力の総量とをもとに、第３設定部４４が入力した充電時間帯において蓄電池１４に充電させる蓄電量を取得する。これにより、制御部３４は、蓄電池１４に充放電させるための充放電パターンを設定して、制御部３４内のメモリ（図示せず）に格納する。
【００３０】
より具体的には、制御部３４は、第１設定部４０が取得した停電時確保蓄電容量と、第２設定部４２が入力した放電時間帯において蓄電池１４に放電させる電力の総量と、直流電源を交流電源に変換するときの変換効率とをもとに、第３設定部４４が入力した充電時間帯において蓄電池１４に充電させる蓄電量を取得する。指示部３６は、設定された充放電パターンにしたがって蓄電池１４の充放電を指示する。
【００３１】
制御部３４はまた、取得部８２から取得した蓄電池１４の現在の蓄電容量が停電時確保蓄電容量未満の場合に、蓄電容量が少なくとも停電時確保蓄電容量となるまで蓄電池１４に充電するため、双方向パワーコンディショナ１６に電力の変換を指示部３６に指示させる。
【００３２】
以下、第１設定部４０による停電時確保蓄電容量の設定について具体的に説明する。
【００３３】
図３は、蓄電池１４の充電時における時間および蓄電池１４のＳＯＣ（State Of Charge；蓄電容量）の変化と、蓄電池１４の温度変化との関係を計測した実験結果を模式的に示した図である。図３に示す例は、室温が２５度の環境において、６つの蓄電池１４をそれぞれＳＯＣが０％付近から１００％に至るまで充電したときの、蓄電池１４の温度変化の平均値を示す図である。より具体的には、各蓄電池１４を構成する複数のセルのうち、温度が最大となるセルの温度変化を示している。
【００３４】
図３に示す例では、蓄電池１４のＳＯＣがおよそ３５％を分岐点として、蓄電池１４の充電容量の変化に対する温度変化の傾向か変わる。すなわち、蓄電池１４のＳＯＣがおよそ３５％以下のときは充電による蓄電容量の増加に応じて温度が降下し、３５％以上のときは蓄電容量の増加に応じて温度が上昇する。以下、蓄電池１４の充電容量の変化に対する温度変化の傾向か変わるＳＯＣの分岐点を、説明の便宜のため「温度変化分岐容量」と呼ぶこととする。本願の発明者は、リチウムイオン２次電池で実現される蓄電池１４の充電時における充電容量の変化と温度変化との関係を調べる実験を行った。
【００３５】
図４（ａ）−（ｅ）は、蓄電池１４の充電時における時間および蓄電池のＳＯＣの変化と、蓄電池１４の温度変化との関係を計測した別の実験結果を模式的に示した図であり、蓄電池１４の充電電力を変更して、蓄電池１４のＳＯＣの変化と蓄電池１４の温度変化との関係を計測した結果を示した図である。より具体的には、図４（ａ）−（ｅ）はそれぞれ、充電電力が０．５ｋＷ、１ｋＷ、１．５ｋＷ、２ｋＷ、および４ｋＷの場合の蓄電池１４のＳＯＣの変化と蓄電池１４の温度変化との関係を計測した結果を示した図である。
【００３６】
例えば図４（ｅ）は、蓄電池１４の充電電力を４ｋＷとした場合、温度変化分岐容量がＳＯＣの１０％付近であることを示している。また図４（ｃ）は、蓄電池１４の充電電力を１．５ｋＷとした場合、温度変化分岐容量がＳＯＣの４０％付近であることを示している。このように、本願の発明者は、蓄電池１４の充電電力が０．５ｋＷから４．０ｋＷの範囲である場合は、温度変化分岐容量は、ＳＯＣが１０％から４０％の範囲にあることを見出した。また、本願の発明者は、蓄電池１４の充電電力に依存して、蓄電池１４の温度変化分岐容量も異なる場合があることを見出した。
【００３７】
そこで、蓄電池１４の充電電力とそのときの温度変化分岐容量との対応関係を予め実験により取得し、例えば表形式で制御部３４内のメモリに格納しておくのが好ましい。この対応関係を参照することにより、制御部３４は、取得部８２が取得した蓄電池１４の充電電力をもとに対応する温度変化分岐容量を決定することが可能となる。充電電力の値に応じて変化しうる温度変化分岐容量を精度よく決定し得る点で効果がある。
【００３８】
上述したとおり、第１設定部４０は、商用電源２４の電力供給が停止した場合に備えて蓄電池１４に確保させるべき停電時確保蓄電容量を設定する。また第５設定部８０は、蓄電池１４への充電が許可される充電許可温度範囲を設定する。蓄電池１４の蓄電容量が停電時確保蓄電容量を下回った場合、制御部３４は蓄電池１４の充電を指示する。
【００３９】
ここで、第１設定部４０が蓄電池１４の停電時確保蓄電容量を、温度変化分岐容量未満の容量に設定したと仮定する。この場合、蓄電池１４の蓄電容量が停電時確保蓄電容量を下回ったときに停電時確保蓄電容量まで回復させるために充電を開始すると、蓄電容量の増加に伴って蓄電池１４の温度が降下する。蓄電池１４の充電を開始した時点での蓄電池１４の温度が充電許可温度範囲の下限に近いと、蓄電池１４の温度が充電許可温度範囲を下回って充電を継続できなくなる恐れがある。
【００４０】
そこで第１設定部４０は、温度変化分岐容量以上となるような停電時確保蓄電容量を設定する。これにより、蓄電池１４の蓄電容量が停電時確保蓄電容量を下回ったときに蓄電池１４の充電を開始しても、蓄電容量の増加に伴って蓄電池１４の温度が降下することが防止できる。したがって、蓄電池１４の蓄電容量を停電時確保蓄電容量まで回復させるための充電を継続することができる。
【００４１】
図５は、蓄電池１４の充電時における時間および蓄電池１４のＳＯＣの変化と、蓄電池１４の温度変化との関係を計測した別の実験結果を模式的に示した図である。図５に示す例は、図３に示す例よりも低い室温である５度の環境において、６つの蓄電池１４をそれぞれＳＯＣが温度変化分岐容量となる３５％付近から１００％に至るまで充電したときの、蓄電池１４の温度変化の平均値を示す図である。より具体的には、各蓄電池１４を構成する複数のセルのうち、温度が最大となるセルの温度変化を実線で、最小となるセルの温度変化を破線で示している。
【００４２】
図５に示すように、充電開始時における蓄電池１４の温度も、室温に近い温度となっている。図５は、充電開始後に蓄電池１４の蓄電容量が温度変化分岐容量付近に至るまでの間は多少の温度降下が計測されたが、ほとんど温度が降下せずに充電できたことを示している。
【００４３】
蓄電池１４の蓄電容量が温度変化分岐容量未満の場合に充電すると蓄電池１４の温度が降下するのであるが、当然のことながら、蓄電池１４の温度が充電許可温度範囲を下回らない限り、蓄電池１４の充電を継続することができる。そこで制御部３４は、蓄電池１４の蓄電容量が温度変化分岐容量未満のときに蓄電池１４を充電する場合において、取得部８２から取得した蓄電池１４の温度が蓄電池１４を充電することによって降下しても充電許可温度範囲を下回らない温度であれば、停電時確保蓄電容量まで蓄電池１４を充電してもよい。これを実現するために、制御部３４内のメモリは図３や図４に例示するＳＯＣに対する温度変化のパターンを記憶している。
【００４４】
より具体的には、制御部３４は取得部８２から蓄電池１４の現在の蓄電容量と温度、および充電電力を取得し、蓄電池１４を温度変化分岐容量となるまで充電したときの蓄電池１４の温度変化を温度変化のパターンにしたがって推定する。制御部３４は、蓄電池１４の現在の温度から、推定した温度変化だけ遷移した場合に充電許可温度範囲を下回らないのであれば、蓄電池１４に充電させる。推定した温度変化だけ遷移した場合に蓄電池１４の温度が充電許可温度範囲を下回る場合、制御部３４は蓄電池１４の温度が上昇するまで蓄電池１４を充電せずに待機する。制御部３４は、蓄電池１４の温度が蓄電池１４を充電することによって降下しても充電許可温度範囲を下回らない温度まで上昇すれば、蓄電池１４を充電する。これにより、蓄電池１４の蓄電容量を可及的速やかに停電時確保蓄電容量まで充電することが可能となる。
【００４５】
なお、ＳＯＣに対する温度変化のパターンは実験により定めればよく、制御部３４内のメモリの容量を勘案して、室温や充電電力等の条件を変えて数種類のパターンを記憶させてもよい。
【００４６】
充電の際の蓄電池１４の温度変化の原因のひとつとして、蓄電池１４内の化学反応に伴う吸熱ないし発熱反応や、ジュール熱等の電気的反応が考えられる。このため、充電時の充電電流の大きさが異なれば、蓄電池１４の温度変化の傾向も異なると考えられる。そこで本願の発明者は、蓄電池１４の充電電力と、充電開始時における蓄電池１４の温度からの降下温度との関係を調べる実験を行った。
【００４７】
図６は、蓄電池１４の充電電力と、充電開始時における蓄電池１４の温度からの最大降下温度との関係を示した図である。図６に示すように、充電電力の大きさがおよそ１．５ｋＷ未満の場合、充電電力を大きくするほど蓄電池１４の充電開始時の温度に対する最大降下温度が大きくなり、蓄電池１４の温度が降下する傾向があることが分かった。一方、充電電力の大きさが１．５ｋＷを超えると、充電電力を大きくするほど蓄電池１４の充電開始時の温度に対する最大降下温度が小さくなり、蓄電池１４の温度は降下しにくくなる傾向があることを本願の発明者は見出した。図６には示していないが、充電電力をさらに大きくすると、蓄電池１４の充電開始時の温度に対して温度は降下せず、温度が上昇することも見出した。これは、蓄電時の吸熱反応と、蓄電池１４の内部抵抗に電流を流すときに発生する熱とのバランスが変化することがひとつの原因と推定される。
【００４８】
以下説明の便宜上、充電開始時における蓄電池１４の温度からの降下温度の傾向が変わる充電電力値を、「降下温度分岐充電電力」と呼ぶこととする。「降下温度分岐充電電力」の具体的な値は蓄電池１４の容量や性質等を考慮して実験により定めればよいが、例えば図６に示すように１．５ｋＷである。
【００４９】
蓄電池１４の充電電力が降下温度分岐充電電力以上の場合、充電電力を大きくするほど充電時における蓄電池１４の温度の降下は小さくなる。一方で、充電電力を大きくするにしたがって、充電時に蓄電池１４内にデンドライトが析出しやすくなる可能性もある。そこで、制御部３４は、蓄電池１４の蓄電容量が停電時確保蓄電容量未満の場合に蓄電池１４を充電するときは、所定の範囲における充電電流または充電電力で蓄電池１４を充電してもよい。ここで「所定の範囲」とは、蓄電池１４の蓄電容量が停電時確保蓄電容量未満の場合における充電電流または充電電力の範囲であり、充電時における蓄電池１４の温度の降下を小さくしつつ、デンドライトの析出も抑制する低容量時充電電力範囲である。具体的には、降下温度分岐充電電力以上、かつデンドライトの析出が少ない充電電力以下の範囲であり、蓄電池１４の性質等を考慮して実験により定めればよい。これにより、充電時に蓄電池１４の温度降下が起きやすい充電電力を避けて、蓄電池１４を充電することができ、蓄電池１４の温度が充電許可温度範囲を下回ることを防止しうる点で効果がある。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態に係る蓄電池制御部１８の処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば蓄電池制御部１８の電源が投入されたときに開始する。
【００５１】
第５設定部８０は、蓄電池１４への充電が許可される充電許可温度範囲を設定する（Ｓ２）。第１設定部４０は、蓄電池１４の温度変化分岐容量以上となるような停電時確保蓄電容量ＰＦを設定する（Ｓ４）。
【００５２】
取得部８２は、蓄電池１４の現在の蓄電容量ＰＣを取得する（Ｓ６）。続いて取得部８２は、蓄電池１４の現在の温度ＴＣを取得する（Ｓ８）。制御部３４は、蓄電池１４の現在の蓄電容量ＰＣが停電時確保蓄電容量ＰＦ未満であって（Ｓ１０のＹ）、かつ蓄電池１４の現在の温度ＴＣが充電許可温度範囲以上である場合（Ｓ１２のＹ）、停電時確保蓄電容量ＰＦに至るまで蓄電池１４を充電し（Ｓ１４）、本フローチャートにおける処理は終了する。
【００５３】
蓄電池１４の現在の蓄電容量ＰＣが停電時確保蓄電容量ＰＦ以上か（Ｓ１０のＮ）、あるいは蓄電池１４の現在の温度ＴＣが充電許可温度範囲未満である場合（Ｓ１２のＮ）、制御部３４は蓄電池１４を充電せずに、本フローチャートにおける処理は終了する。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態に係る配電システム１００によれば、商用電源と並列に接続された蓄電池を管理するための技術を提供することができる。
【００５５】
例えば上述した実施の形態において、制御部３４は蓄電池制御部１８に設置される場合について説明したが、制御部３４は蓄電池制御部１８に設置されることは必須ではない。制御部３４の設置場所は自由度があり、例えば双方向パワーコンディショナ１６内に設置されてもよく、また、単独で存在してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０  太陽電池、  １２  第２スイッチ、  １４  蓄電池、  １６  双方向パワーコンディショナ、  １８  蓄電池制御部、  ２０  第１スイッチ、  ２２  電源切替部、  ２４  商用電源、  ２６  負荷、  ２８  第１種負荷、  ３０  第２種負荷、  ３２  設定部、  ３４  制御部、  ３６  指示部、  ３８  表示部、  ４０  第１設定部、  ４２  第２設定部、  ４４  第３設定部、  ４６  第４設定部、  ４８  第１算出部、  ５０  第２算出部、  ５２  通知部、  ５８  第１端子、  ６０  第２端子、  ６６  配電経路、  ６８  分電盤、  ７０  蓄電池電力検出部、  ８０  第５設定部、  ８２  取得部、  １００  配電システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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